Generador de voltaje y resistencia en serie

La respuesta debe ser fácil de ver si observa el circuito completo que creó:

La batería está modelada por la fuente de voltaje de 9 V en serie con R1. R1 representa la resistencia interna del bateador, y V1 es su voltaje de circuito abierto. V1 y R1 juntos forman una Thevenin source , que es una mejor aproximación de una batería que solo una fuente de voltaje perfecta.

R2 es la resistencia que colocas en serie con la batería, y R3 es la resistencia de tu voltímetro. El medidor mostrará cualquier voltaje a través de R3.

Ahora ponga algunos valores plausibles en R1 y R3 (ya ha dicho qué es R2). R1 para una batería de 9 V probablemente se encuentre en el rango de 10-20. Digamos 20 Ω, porque como verá en breve, R1 no importa en este caso. Un voltímetro moderno típico tendrá una resistencia de aproximadamente 10 MΩ, así que establezca R3 a eso.

Ahora tiene un divisor de voltaje con R1 + R2 formando la resistencia superior y R3 la parte inferior. ¿Cuál es la relación de atenuación de un divisor con una resistencia superior de 240 y una resistencia inferior de 10 MΩ? Debido al hecho de que la resistencia inferior es mucho más grande que la superior, debería poder ver que esto es casi casi 1. En realidad, es tan cercano a 1 que no se nota la diferencia en el voltímetro entre la resistencia superior siendo 20 Ω (solo la batería) y 240 Ω (la batería con su resistencia adicional en serie).

Su medidor de voltaje tiene una resistencia muy alta, por lo que prácticamente no hay flujo de corriente, lo que significa que el voltaje a través de la resistencia es (casi) cero.

  

tome un generador de voltaje ideal ... Intento esto en casa con ... una batería de 9V

Una batería de 9 voltios no es un generador de voltaje ideal. Tiene una resistencia interna r .

  

la tensión medida entre el extremo libre de la resistencia y el extremo libre del generador

Si conecta el medidor en serie ("extremo libre"), entonces está midiendo la corriente, no el voltaje. Si el circuito está abierto, entonces la corriente es \ $ I = 0 A \ $.

Y tienes esa fórmula equivocada. Es:

\ $ E = V + Ir \ $ o \ $ E = I (R + r) \ $, donde E es la fuerza electromotriz del generador de voltaje, r es la resistencia interna del mismo, I es la corriente a través del circuito y V es el voltaje disponible en la salida de la fuente de voltaje.

Entonces, si obtiene \ $ E = V \ $, entonces su batería es una fuente de voltaje ideal o tiene un circuito abierto (\ $ I = 0 A \ $). Si conectó el voltímetro en serie, I tiende a 0 A.